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长征五号重800多吨嫦娥五号重8吨 只挖两公斤月壤 不浪费吗

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叮当爱搞笑2020-12-03 15:13

这些天来,嫦娥五号一直牵动着无数国人的心,人们翘首以盼。嫦娥五号任务作为目前嫦娥工程最复杂的一次任务,也是收官之战,寄托着无数国人的希冀和对月球的向往。

关注度越大,关注人越多,对于嫦娥五号的相关问题也就越多。这不,就有网友质疑去一次月球那么难,为什么长征五号起飞重量达800多吨,嫦娥五号却只挖两公斤月壤呢?怎么不多挖点?

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引言

从1969年到1972年,美国六次阿波罗计划,共从月球表面上带回了总重量约为381.7公斤的月球岩石和其它沙尘等样本。刨除沙尘、岩芯等样本,单单统计岩石,也有268公斤。

着陆点

其中,阿波罗11号带回来50颗岩石,重量9685.717克;阿波罗12号带回来49颗岩石,重量27683.04克;阿波罗14号带回来151颗岩石,重量28629.81克;阿波罗15号带回来267颗岩石,重量58578.16克;阿波罗16号带回来544颗岩石,重量70069.321克;阿波罗17号带回来355颗岩石,重量73712.513克。总计收获11396颗岩石,总重量为268357.561克。(这个数据是统计岩石的数据,下图为总体样本的数据,读者朋友可以对照来看

相关统计

通过数据,我们可以清晰地发现,美国阿波罗计划每次任务采集的月岩,都比嫦娥五号采集的多,那为什么美国能采集这么多,而中国现在暂时做不到呢?

长征五号运载能力有限

众所周知,土星五号运载火箭是历史上最大的火箭前无古人是肯定的,后面有没有来者就不知道了,反正美国直到今日也没再造过。

土星五号运载火箭

土星五号身高110.6米,直径10.1米,质量3039吨,共有3级,它的定位是不可重复使用的超重型运载火箭,近地轨道有效载荷能达到119吨。

长征五号,昵称胖五,身高56.97米,直径5米,质量867吨,火箭级数根据任务不同会有变化,它的定位是可/不可重复使用的重型火箭,近地轨道有效载荷能达到25吨。

胖五

从基础条件来看,土星五号就已经碾压胖五。不过这个不能怪胖五,土星五号确实比世界上其它运载火箭都厉害。它从1967年首飞至今,依然保持着最大运载能力火箭的世界纪录,也是同时期美国第二强火箭土星1号B和苏联同时期最强火箭质子-K运载能力的7倍,即使放到21世纪,也是近乎碾压的存在,它也是21世纪最强火箭重型猎鹰的2倍运力。

取土并不一定越多越好

我们都知道,在1978年,美国在与中国即将建交之际,向中国赠送了1克月岩。虽然很多人都表示美国太小气了,只有区区一克,太扣扣索索了,但实际上这一克月岩意义重大。

根据对月岩的结构构造、成分分析、岩石学、矿物学、月岩的冲击效应、10多种主要元素、30多种微量元素和月岩所处的物理化学环境等的分析和研究,在工作中采用了扫描电子显微镜、电子探针、质子激发X射线、放射化学分离中子活化分析、仪器中子活化分析、快中子活化分析、火花源质谱、穆斯鲍尔谱、电子能谱及热释光等先进的手段,开展了多学科的综合研究。而这一过程也被生动地记录在相关论文中。

研究月岩(壤)能够让我们理解月球自身的地质历史和演化,推测其它类地行星的演化,估算太阳系各行星的陨石坑年龄及地壳年龄。此外月壤当中有着很重要的燃料氦-3,氦-3是一种非常好的核聚变材料,月球上氦-3的储量大概有100万到500万吨,而地球上仅仅只有15吨左右,这么强烈的对比,这么大的量,这么多的能源储备非常诱惑人。

月球上氦-3分布图

这小小一克月岩,就让我国的科学家们作出了10多篇论文,欧阳自远院士对月岩展开深入研究,后来成为了“嫦娥之父”、中国月球探测首席科学家。而月岩对世界上其他科学家同样有着十分重要的作用。

欧阳自远院士已85岁高龄

截至2015年,各地的科学工作者利用阿波罗带回的岩石等资料,总共发表了超过2500篇科学论文。现在NASA的外星物质管理与分析计划小组(CAPTEM)每年会批准大概100人次的访问需求,另外还会收到来自全球100多个实验室的样本研究请求,每年会有500个左右的样本最终用于外借给其它实验室做研究或教学。如果要借的月球样本少于10克,样本库会通过挂号信直接寄给国内实验室,或者用特殊方式寄到国外的实验室。如果大于10克,通常会要求研究人员或指定代表来实验室带走。

我们可以看到,仅仅是一克月岩,就发挥了如此大的作用,更不用说两千克了。两公斤的量已经足够实现技术验证、采样科研等,附带提升国际声望,还可以送一部分给友好国家用作科研。

都希望多取点月壤,但为了嫦娥五号的整体计划能够顺利完成,少取点就少取点,完全够用!

第一次取土以稳为主

如果想多取点土,那么势必会影响到采集器的大小。以2公斤的采集量来设计嫦娥五号探测器,其总重量就达到了8.2吨。再增加的话,一方面总重量会增加,另一方面体积也会增加,进一步影响到整个设计层面,影响探测器的各个指标,推进器会增加,燃料使用也会变多。到了一定程度,就会超出火箭的运载能力。

嫦娥五号探测器

大家都知道,嫦娥五号是我国最复杂的航天任务,从嫦娥五号从发射入轨到返回器再入回收,共经历11个飞行阶段:发射入轨阶段、地月转移阶段、近月制动阶段、环月飞行阶段、着陆下降阶段、月面工作阶段、月面上升阶段、交会对接与样品转移阶段、环月等待阶段、月地转移阶段和再入回收阶段。有这么多繁琐的阶段,如果探测器太过庞大,不利于这些任务的顺利完成。

11个飞行阶段

此外,印度、以色列等国探月失败的前车之鉴,也让科研人员更加警醒,月球探索依旧困难重重。对比苏联获得的月壤样本,他们第一次只取了101克的土,通过“月球16号、20号、24号”三个无人探测器取回共326克珍贵的月壤。在横向比较中,在无人月球探测器取土这一方面,中国绝对是处于世界领先地位

印度月船2号在距月球2.1公里时失联

虽然我国有过好几次软着陆的经验,但这次毕竟要“带土返回”,任务复杂程度不可同日而语。而作为收官之战,自然以稳为主,不管挖多少土,能够顺利带回来就是成功了!

总结

前不久“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,深度达到10909米,不仅仅只是到达海底,更是进行了多种相关海底实验,为我国深海探测取得了不少一手资料,加深了实践经验。

奋斗者号成功坐底

而今朝长征五号成功发射,将嫦娥五号送入指定轨道,进行一系列的月球探索相关活动,将开启我国首次地外天体采样返回之旅。时隔44年再次去月球挖土,寄托的不仅仅是广大国人的期盼,更承载着全人类对于月球探索的希冀。

嫦娥五号和奋斗者号都是中国科技的集大成者,展现了我国科研人员的风范。从无到有、从零到一,他们不仅仅沉心科研、几十年如一日,还面临着国外的技术封锁、求学无门,但是这些困难都被一一克服,感谢背后的科技工作者们,让我们一次次地为祖国的发展和进步感到自豪!




可上九天揽月,可下五洋捉鳖,谈笑凯歌还。祝愿嫦娥五号早日凯旋!据了解,月壤中的一份将保存在湖南,相信这也是对毛主席的一种告慰。

这盛世,如您所愿!

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